智能石材切割液壓控制系統(tǒng)設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 智能石材切割液壓控制系統(tǒng)設(shè)計說明書 目錄 摘要 ............................................................. 1 ........................................................ 2 第 一章、緒論 ..................................... 錯誤 !未定義書簽。 題的來源與研究的目的與意義 ................................................................................................................................................................................................................................................壓傳動的優(yōu)缺點 ................................................................................................壓傳動技術(shù)的發(fā)展及應用 ...........................................................................二章、液壓缸的 負載以及工況分析 ...........................................................................壓缸的工作負載 .......................................... 9 壓缸的摩擦阻力 ......................................... 10 壓缸的慣性負荷 ......................................... 11 第三章、 負載圖和速度圖 ..........................................四章、液 壓缸的設(shè)計及計算 ...................................................................................壓缸的工作壓力 ..............................................壓缸尺寸計算 ................................................量和功率計算 .........................制液壓缸的工況圖 ............................................五章、擬定液壓系統(tǒng)圖 ........................................................................................成系統(tǒng)圖 ....................................................六章、選擇液壓元件 ...................................................................................................................................... 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 ....................................................................................................七章、液壓系統(tǒng)的性能驗算 ..........................................................................................................................論 ............................................................ 37 致謝 ............................................................ 38 參考文獻 ........................................................ 38 第三章 負載圖和速度圖 1 第四章液壓缸的選型及設(shè)計 3 第五章 擬定液壓系統(tǒng)圖 9 第六章 選擇液壓元件 2 第七章 液壓系統(tǒng)性能的驗算 4 參考文獻 6 摘 要 作為現(xiàn)代機械設(shè)備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段， 液壓技術(shù)在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域得到了廣泛的應用。與其他傳動控制技術(shù)相比，液壓技術(shù)具有能量密度高﹑配置靈活方便﹑調(diào)速范圍大﹑工作平穩(wěn)且快速性好﹑易于控制并過載保護﹑易于實現(xiàn)自動化和機電液一體化整合﹑系統(tǒng)設(shè)計制造和使用維護方便等多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢， 因而使其成為現(xiàn)代機械工程的基本 技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素。 智能石材切割機是加工各種石材 的主要設(shè)備，適用于 各類石材廠的石材的加工， 如 下料 、 開孔 、 開槽 、拉伸等。本文根據(jù) 智能石材切割機 的用途﹑特點和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 智能石材切割機 的液壓系統(tǒng)呈長方形布置，外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。該機并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實現(xiàn)半自動工藝動作的循環(huán)。 液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是 根據(jù) 17 世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應用的一門技術(shù)。如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。 第一個使用液壓原理的是 1795 年英國約瑟夫 ·布拉曼 (以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上 ,誕生了世界上第一臺水壓機。 1905 年他又將工作介質(zhì)水改為油 ,進一步得到改善。 我國的液壓工業(yè)開始于 20 世紀 50 年代，液壓元件最初應用于機床和鍛壓設(shè)備。 60 年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個工業(yè)部門，在機床、工程機械、冶金、農(nóng)業(yè)機械、 汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應用。當前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時，新元件的應用、系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計、計算機仿真和優(yōu)化、微機控制等工作，也取得了顯著成果。 目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝 式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機械工業(yè)在認真消化、推廣國外引進的先進液壓技術(shù)的同時，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應用的研究，積極采用國際標準， 合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標準的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進一步發(fā)展，在各種機械設(shè)備上的應用將更加廣泛。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，對居家環(huán)境的要求也進一步提 高，因此作為高檔次的居家裝修材料 —— 石材的需求量也逐年增加，由于天然石材的不規(guī)則性和石材資源的有限性使用使得石材的合理使用方法 —— 石材切割技術(shù)得到迅速的發(fā)展。因此石材切割機的需求量也大量增加，國內(nèi)外各種高性能的石材切割機種類很多，但是價格也極為昂貴，不適合我省大 量中小型企業(yè)的需求，設(shè)計出在性能上滿足中小企業(yè)要求的經(jīng)濟型石材切割機就顯得尤為迫切 其機械性能和技術(shù)參數(shù)在不同程度上反映出石材切割技術(shù)的現(xiàn)代水平。目前在石材切割機國產(chǎn)化過程中，調(diào)查研究使用情況和存在問題，吸收其合理的先進的技術(shù)參數(shù)和機械結(jié)構(gòu)，改進不足之處，對研制新穎，可靠，先進的設(shè)備，改變我國石材切割技術(shù)的落后狀態(tài)，關(guān)鍵的一招 ， 為了滿足社會的需求，各國爭先恐后的研制出不同得石材切割機來 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 彌補現(xiàn)在石材切割機的不足，主要有： 作平 穩(wěn)，操縱輕便 靈活，安裝維修方便的特點在石材加工中得到廣泛地應用。該機主要用于小型石材加工廠，石材市場，板材經(jīng)銷商，現(xiàn)場加工及建筑單位現(xiàn)場施工。 . 該機可直接在荒山礦料上直接切割加工生產(chǎn)各種規(guī)格板材，可徹底淘汰取代傳統(tǒng)炸藥與鑿巖等開采方式。該機可直接安裝在礦床上，自動切割加工各種石材，效果與傳統(tǒng)鋸石機完全一樣。該機操作靈活，安裝方便，加工效率快，板材成品率高。 向石材切割機 . 該機為單柱臂式，工作臺液壓推進，無級調(diào)速， 結(jié)構(gòu)先進合理，操作方便，維修容易 ，適于切割塊度較小的荒料，是各類石材企業(yè)，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)理想的石材加工設(shè)備。切割荒料的最大規(guī)格為長 ， 寬 ，高 ，能切割在長度方向上拼接的荒料。該機主要切割大理石，也可切割花崗石等材料。 . 該機可鋸 10下的石材，該機具有手動和自控兩種功能，可任意選擇鋸片，工作臺移動行程大，分片準確，板面誤差小于 鋸片最小厚度達 6 該機主要用來切割花崗巖，大理石，大面積超薄型石材，主要優(yōu)點： 具刀口小，石材利用率高，能節(jié)省石材資源和能源。 品率低 .。 5 能切割高檔次的超薄型天然復合材。 . 該機適用于建筑裝潢，石材加工，對水磨石，大理石，花崗巖，玻璃，水 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 泥制版等含硅酸鹽的非金屬脆性材料進行切割，開槽作業(yè)，它具 有切削效率高，加工質(zhì)量好，使用簡便，勞動強度低的特點。綜合各種石材切割機，我所設(shè)計的石材切割機采用全液壓系統(tǒng)，設(shè)備由操作面板，電氣控制裝置，動力裝置，機械裝置和狀態(tài)檢測控制裝置五大部分組成，機械裝置包括翻轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)工作臺，床身平移裝置，橫梁，圓鋸片拖板等構(gòu)成，整套設(shè)備安裝在鋼筋混凝土造成的基礎(chǔ)上，床身平移行走和切割，，行走通過電動機，減速器，齒輪，齒條嚙合傳動，圓鋸片旋轉(zhuǎn)采用帶輪傳動，圓鋸片升降由滑板升降液壓裝置實現(xiàn)精準控制，橫梁上裝有可調(diào)位置的行程開關(guān)， 床身橫移切割的位移量由刻度尺示讀床身平移導軌上安裝有磁柵尺和讀數(shù)頭組成的位移檢測裝置，反饋床身的位移數(shù)據(jù)由 現(xiàn)分片控制，以使整套設(shè)備在自動控制系統(tǒng)的作用下按程序完成加工工序。在操作過程中分為手動和自動，自動按鈕按下后刀盤向下下降一個切削量，接著刀盤向 左切削石材，刀盤到達左限位開關(guān)時，停止右移，又下降一個切削量，如此反復，直到刀盤在下降中碰到下限位開關(guān)時，停止下降并向相反方向切割最后一刀，以保證石材根部切割完整 。 is a to do to a to or It in to in to in is of of it to on of of is to a 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 by of to it of in in to in to in of of be be by of of 第一章 緒論 題的來源及研究的目的和意義 本機器適用于石材廠的大型石材板材的加工等， 本機器具有獨立的動力機構(gòu)和電氣系統(tǒng)。采用按鈕集中控制，可實現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種操作方式。本機器的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進行調(diào)整，并能完成一般 大理石、花崗石板材的切削加工， 延時、自動回程、延時自動退回等動作。本機器主機呈長方形， 外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。該機并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實現(xiàn) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 半自動工藝動作的循環(huán)。 19 世紀問世以來發(fā)展很快，液壓機在工作中的廣泛適應性，使其在國民經(jīng)濟各部門獲得了廣泛的應用。由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機電液一體化，以充分合理利用機械和電子的先進技術(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善；自動化、智能化，實現(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預處理功能；液壓元件集成化、標準化，以有 效防止泄露和污染等四個方面。 作為液壓機兩大組成部分的主機和液壓系統(tǒng)，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，國內(nèi)外液壓機都趨向于集成化、封閉式設(shè)計，插裝閥、疊加閥和復合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應用。 特別是集成塊可以進行專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計的周期也比較短。 近年來在集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件組成的回路也有其獨特的優(yōu)點，不需要另外的連接件其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積 也相對更小，重量也更輕無需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪聲。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、密封性能好、功率損失小、動作速度快、易于集成的從70 年代初期開始出現(xiàn)，至今已得到了很快的發(fā)展。我國從液壓機具有點動、手動和半自動等工作方式，操作方便； 壓傳動在實際生產(chǎn)中的應用 液壓傳動在實際生產(chǎn)中的應用有一下幾部分： 磨床、銑床、刨床、拉床、壓力機、自動機床、組合機床、數(shù)控機床、加工中心等 工程機械 —— 挖掘機、裝載機、推土機等 。 汽車工業(yè) —— 自卸式汽車、平板車、高空作業(yè) 車等 。 農(nóng)業(yè)機械 —— 聯(lián)合收割機的控制系統(tǒng)、拖拉機的懸掛裝置等 。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 輕工機械 —— 打包機、注塑機、校直機、橡膠硫化機、造紙機等 。 冶金機械 —— 電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機控制系統(tǒng)等 。 起重運輸機械 —— 起重機、叉車、裝卸機械、液壓千斤頂?shù)?。 礦山機械 —— 開采機、提升機、液壓支架等 。 建筑機械 —— 打樁機、平地機等 。 船舶港口機械 —— 起貨機、錨機、舵機等 。 鑄造機械 —— 砂型壓實機、加料機、壓鑄機等 。 本機器適用于各類石材的加工，例如大理石，花崗石等等 。本機器具有獨立的動力機構(gòu)和電氣系統(tǒng)。采用按鈕集中控制，可實現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種操作方式。本機器的工作壓力、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進行調(diào)整，并能完成一般壓制工藝。 其總體方案圖結(jié)構(gòu)圖如下： 智能石材切割機總體方案與布局圖 本次設(shè)計的石材切割機液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計主要是為石材的加工而做的，這樣，只有當需要切割石材時，液壓缸才會打開行程，切割機開始工作。設(shè)計中采用 制石材切割機的正反轉(zhuǎn)動作，既可以簡化控制線路，節(jié)省成本，又可以提高勞動 生產(chǎn)率。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 壓傳動技術(shù)的發(fā)展及應用 液壓技術(shù)，從１７９５年英國制造出世界上第一臺水壓機誕生算起，已經(jīng)有２００多年的歷史了，然而在工業(yè)上的真正推廣使用卻是２０世紀中葉的事情了。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些武器裝備上用上了功率大、反應快、動作準的液壓傳動和控制裝置，大大的提高了武器裝備的性能。同時，也加速了液壓技術(shù)本身的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速由軍事轉(zhuǎn)入民用，在機械制造、工程機械、鍛壓機械、冶金機械、汽車、船舶等行業(yè)中得到了廣泛的應用和發(fā)展。２０世紀６０年代以后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、電子技術(shù)等的迅 速發(fā)展，再次將液壓技術(shù)向前推進，使其在各個工業(yè)領(lǐng)域得到了更加廣泛的應用。 現(xiàn)代液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)的緊密結(jié)合已經(jīng)形成并發(fā)展成為一種包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的自動化技術(shù)。當前，液壓技術(shù)在實現(xiàn)高壓、高速、大功率、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展，在完善發(fā)展比例控制和伺服控制、開發(fā)數(shù)字控制技術(shù)上也有許多新成果。同時，液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計 (測試 (微機控制、機電一體化、液電一體化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液壓技術(shù)發(fā)展和 研究的方向。繼續(xù)擴大應用服務領(lǐng)域，采用更先進的設(shè)計和制造技術(shù)，將使液壓技術(shù)發(fā)展成為內(nèi)涵更加豐富完整的綜合自動化技術(shù)。 目前，液壓技術(shù)已廣泛應用于各個工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)裝備上，例如機械制造、工程、建筑、礦山、冶金、船舶等機械，上至航空、航天工業(yè)，下至地礦、海洋開發(fā)工程，幾乎無處不見液壓技術(shù)的蹤跡。液壓技術(shù)的應用領(lǐng)域大致上可以歸納為以下幾個主要方面： （ 1）各種舉升、搬運作業(yè)。尤其在行走機械和較大驅(qū)動功率的場合，液壓傳動已經(jīng)成為一種主要方式。如起重機、起錨機等。 （ 2）各種需要作用力大的推、擠、挖掘等作業(yè)裝 置。例如，各種液壓機、塑料注射成型機等。 （ 3）高響應、高精度的控制。飛機和導彈的姿態(tài)控制等裝置。 （ 4）多種工作程序組合的自動操作與控制。如組合機床、機械加工自動線。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 （ 5）特殊工作場合。例如地下水下、防爆等。 壓傳動優(yōu)缺點 優(yōu)點： 〈 1〉體積小、重量輕，單位重量輸出的功率大（一般可達 32別場合更高）。 〈 2〉可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。 〈 3〉操縱簡單，便于實現(xiàn)自動化。特別是和電氣控制聯(lián)合使用時，易于實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)。 〈 4〉慣性小、響應速度快，起動、制動和換向迅速。 (液壓馬 達起動只需 〈 5〉易于實現(xiàn)過載保護，安全性好；采用礦物油作為工作介質(zhì)，自潤滑性好。 〈 6〉液壓元件易于實現(xiàn)系列化 標準化和通用化。 缺點： 〈 1〉由于液壓傳動系統(tǒng)中存在的泄漏和油液的壓縮性，影響了傳動的準確性，不易實現(xiàn)定比傳動。 〈 2〉不適應在溫度變化范圍較大的場合工作。 〈 3〉由于受液體流動阻力和泄漏的影響，液壓傳動的效率還不是很高，不易遠距離傳動。 〈 4〉液壓傳動出現(xiàn)故障不易查找。 第二章 液壓缸的負載以及工況分析 壓缸的工作負載 1. 液壓缸的工作負載 由 提供的一些數(shù)據(jù)可知，液壓缸的負載 00P/ν=500P/(π0× 1000)=60×106P/π60× 106/π× 300× 150 N =1596N。 2. 液壓缸的摩擦阻力 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 靜摩擦阻力為： 1+(2000+1800) N=880 N 動摩擦阻力為： 1+(2000+1800) N=290 N 3. 液壓缸的慣性負荷 2) ν/4000+1800) × 60 N =246N g –重力加速度 –工進速度 t –往返加減速時間 第三章 負載圖和速度圖 取液壓缸的機械效率 η=算液壓缸各工作階段的負載情況 啟動： F=80N F‵ =F/η=1160/=1289 N 加速： F=g=580+ F‵ =F/η=193 N 快進： F=90 N F‵ =F/η=580/45 N 工進： F=w=580+3183=3763 N F‵ =F/η=3763/182 N 快退： F=90N F‵ =F/η=580/45 N 液壓缸各階段負載情況 階段 負載計算公式 液壓缸負載 F/N 液壓缸推力 F‵ /N 啟動 F=160 1289 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 加速 F=g 193 快進 F=80 645 工進 F=w 3763 4182 快退 F=80 1193 根據(jù)工況負載 ，繪制負載圖： 根據(jù)快進速度ν 1 、工進速 度 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 v 第四章液壓缸的選型及設(shè)計 壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 液壓缸有多種類型。按作用方式可分為單作用式和雙作用式兩種；按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式、柱塞式、組合式和擺動式四大類。 其中，單作用液壓缸分為：單活塞桿液壓缸、雙活塞桿液壓缸、柱塞式液壓缸、差動液壓缸和伸縮液壓缸。但是，差動式液壓缸和柱塞式液壓缸只能單作用而不能雙作用。組合液壓缸包括：彈簧復位式、齒條式、串聯(lián)式和增壓式四種。擺動液壓缸又分為：單葉片式和雙葉片式兩種。下面以一種典型液壓缸為例，說明液壓缸的基本組成。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 空心活塞式液壓缸如上圖所示。它由缸筒 10，活塞 8，活塞桿 1、 15，缸蓋 18、 24，密封圈 4、 7、 17，導向套 6、 19，壓板 11、 20 等主要零件組成。這種液壓缸活塞桿固定，缸筒帶動工作臺作往復運動?；钊缅F銷 9、22與空心活塞桿連接，并用堵頭 2堵死活塞桿的一頭。缸筒兩端外圓上套有鋼絲環(huán) 12、 21，用于阻止壓板 11、 20 向外移動，從而通過螺栓將缸蓋 18、24與壓板相連（圖中沒有畫出），并把缸蓋壓緊在缸筒的兩端。為了減少泄漏，在液壓缸中可能發(fā)生泄漏的結(jié)合面安放了密封圈和紙墊?？招幕钊麠U和其上的油口 a、 油口。當缸筒移動到左、右終端時，油口 a、 成回油阻力逐漸增大，對運動部件起到制動緩沖作用。在缸蓋上設(shè)有與排氣閥（圖中沒有畫出）相連的排氣孔 5、 14，可以排出液壓缸中的空氣，使運動更加平穩(wěn)。 表 2類型 速度 作用力 特點 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 單 作 用 液 壓 缸 雙活塞桿液壓缸 U=q/=塞的兩側(cè)都裝有活塞桿，只能向活塞一側(cè)供給壓力油，由外力使活塞反向運動 單活塞桿液壓缸 U=q/1=塞僅單向運動，返回行程利用自重或負荷將活塞推回 柱塞式液壓缸 U=q/1=塞僅單向運動，由外力使柱塞反向運動 差動液壓缸 U3=q/3=使速度加快，但作用力相應減小 伸縮液壓缸 短缸獲得長行程；缸由大到小逐節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮回 雙 作用液雙活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 2=（ 邊有桿，雙向液壓驅(qū)動，雙向推力和速度均相等 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 壓缸 單活塞桿液壓缸 U1=q/2=q/1=（ 2=（ 邊有桿，雙向液壓驅(qū)動， V 縮液壓缸 向液壓驅(qū)動，由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回 組 合 液 壓 缸 彈簧復位液壓缸 向由液壓驅(qū)動，回程彈簧復位 串聯(lián)液壓缸 U1=q/（ 2） U2=1=21=22） 用于缸的直徑受限制，而長度不受限制處，可獲得在的推力 增 壓 缸 活塞缸和柱塞缸組合而成，低壓油送入 B 腔輸出高壓油 齒條液壓缸 塞的移動通過傳動機構(gòu)變成齒輪的往復回轉(zhuǎn)運動 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 擺動液壓缸 單葉片液壓缸 W =8q/（ b（ T=p（ D^2）b/8 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機械能，輸出軸擺動角 < 300度 雙葉片液壓缸 W =4q/（ b（ T=p（ D^2）b/4 把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機械能，輸出軸擺動角 < 150度 注： b— 葉片寬度； D— 葉片的底端 、頂端直徑； w— 葉片軸的角速度； 論轉(zhuǎn)矩 壓缸的工作壓力 根據(jù)負載并查表，初選工作壓力 算液壓缸尺寸 鑒于動力滑臺要求快進、快退速度相等，可選用單桿式差動液壓缸。無桿腔工作面積 桿腔工作面積 且 活塞桿直徑 呈 d= 回油路上背壓 路壓力損失△ 1=F/()=4182× 10)= ?/)14( A =d= 2348D=50mm d=35液壓缸兩腔的實際有效面積為： =10 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 (4=10據(jù)上述 D與 d 的值，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力 壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計算 工況 推力 F/N 回油腔壓力油腔壓力入流量/ L/ 輸入功率/P 計算公式 快進 啟動 1289 0 - 2112F A ??1 2 1 A 1P p Q??加速 1193 1p p p? ??△ P= - 恒速 645 進 4182 211F p 12Q P p Q??快退 啟動 1289 0 - 2112F p 2Q P p Q??加速 1193 - 恒速 645 壓缸工況圖 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 第五章 擬定液壓系統(tǒng)圖 擇液壓基本回路 選擇調(diào)速回路。該系統(tǒng)的流量、壓力較小，可選用定量泵和溢流閥組成的供油源，液壓系統(tǒng)功率小，滑臺運動速度低，工作負載變化小，銑床加工有順銼和逆銼之分，可采用進流口節(jié)流的調(diào)速形式，具有承受負切削的能力，如圖（ a） (a) 選擇 快速運動回路和換向回路。系統(tǒng)采用節(jié)流調(diào)速回路后，不管采用什么油源形式都必須有單獨的油路直接通向液壓缸兩腔，以實現(xiàn)快速運動。在本系統(tǒng)中，單桿液壓缸要作差動連接，為保證換向平穩(wěn)，采用電液換向閥式換接回路，如圖（ b） 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 （ b） 選擇速度換接回路。避免液壓沖擊，宜選用行程閥來控制速度換接，如圖（ c） （ c） 成液壓系統(tǒng)圖 根據(jù)各液壓基本回路組成液壓系統(tǒng)圖 ,如圖（ d） 系統(tǒng)油 路分析 : 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 1)、快進 進油路：油箱→濾油器 1→油泵 2→單向閥 3→換向閥 4 左位→行程閥 5 左位→液壓缸 8右腔 回油路：液壓缸 8左腔→換向閥 4左位→單向閥 9→行程閥 5左位→液壓缸 8右腔 （ d） 2）、工進 進油路：油箱→濾油器 1→油泵 2→單向閥 3→換向閥 4 左位→調(diào)速閥 6 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 →液壓缸 8右腔 回油路：液壓缸 8左腔→換向閥 4左位→溢流閥 10→順序閥 11→油箱 3）、快退 進油路：油箱→濾油器 1→油泵 2→單向閥 3→換向閥 4 右位→液壓缸 8左腔 回油路：液壓缸 8右腔→單向閥 7→換向閥 4右位→單向閥 13→油箱 第六章 選擇液壓元件 定液壓泵的容量及電機功率 1）液壓泵油路壓力損失 △ P=油路泄露系數(shù)取 液壓泵的最高工作壓力為： pB= p=( 總流量： L/。 根據(jù)上述計算數(shù)據(jù)查泵的產(chǎn)品目錄 ,選用 量式葉片泵 , ２）確定驅(qū)動電 動機功率。 由工況圖表明，最大功率出現(xiàn)在快退階段，液壓泵總效率η＝ 則電動機功率為： P=?)? ??根據(jù)此數(shù)據(jù)按 9616— 1999，查閱電動機產(chǎn)品樣本選取 三相異步電動機，其額定功率 P=定轉(zhuǎn)速 n=1000r/ 制閥的選擇 根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的最大工作壓力和 通過該元件的最大實際流量，可選出這些液壓元件的型號及規(guī)格，如下表： 序號 元件名稱 額定流量 L/定壓力 號規(guī)格 1 濾油器 16 U— 10 定量式葉片泵 單向閥 63 16 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 4 三位五通電液閥 80 18 35 行程閥 63 16 調(diào)速閥 0 16 7 單向閥 63 16 9 單向閥 63 16 0 背壓閥 63 1 順序閥 20 3~7 2 溢流閥 63 3 單向閥 63 16 油管直徑 各元件間連接管道的規(guī)格按原件接口尺寸決定，液壓缸則按輸入、排出的最大流量計算。由于液壓泵具體選定之后液壓缸在各個階段的進、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計算，如下表所示。 油液在壓油管中的流速取 3m/ d≥ 2 )/(??q =2× )60103/()36 ???? ?液在吸油管中的流速取 1m/d≥ 2 )/(??q =2× )60101/(106 36 ???? ? 個油管都按 2351 15徑 Φ 12 流量、速度 快進 工進 快退 輸入流量 L/( =((=.5 q1= 排出流量 L/(((油箱容積 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 取 ξ為 7時，求得其容積為： V=ξ × 6 L=42 L 按 7938定，取標準值 V=100L。 第七章 液壓系統(tǒng)性能的驗算 壓系統(tǒng)的壓力損失計算 1）、快進 滑臺快進時，液壓缸差動連接，進油路上通過單向閥 3 的流量是 6L/過電液換向 閥 4，液壓缸有桿腔的回油與進油路匯合，以 過行程閥 5 并進入無桿腔。因此進油路上的總壓降為 ∑△ (6/63)2+(6/80)2+(3)2] =(力閥不會被打開，油泵的流量全部進入液壓缸。回油路上，液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥 4 和單向閥 9的流量都是 后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥 5流入無桿腔。由此可算出快進時有桿腔壓力 △ p=(0)2+(3)2+(3)2] =(值小于原估計值 以是安全的。 2）、工進 工進時，油液在進油路上通過電液換向閥 4的流量為 調(diào)速閥 7處得壓力損失為 液在回油路上通過換向閥 4 的流量是 背壓閥10 處得壓力損失為 過順序閥 11 的流量為（ 6+=此這時液壓缸回油腔 的壓力 (0)2+(3)2] =(值小于原估計值 重新計算工進時液壓缸進油腔壓力 p1 F`+(4182+106× 10106× 10 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 =數(shù)值與 3）、快退 快退時，油液在進油路上通過換向閥 4 的流量為 6L/液在回油路上通過單向閥 7、換向閥 4 和單向 閥 13的流量都是 此進油路上總壓降為 ∑△ (6/63)2+(6/80)2]=(值較小，所以液壓泵驅(qū)動電動機的功率是足夠的?；赜吐飞峡倝航禐? ∑△ (3)2+(0)2+ 3） 2] =(值與 必重算。所以快退時液壓泵的最大工作壓力 pp= △ 因此液壓泵卸荷的順序閥 11的調(diào)壓應大于 壓系統(tǒng)的熱量溫升驗算 工進在整個工作循環(huán)過程中所占的時間幾乎占據(jù)整個工作循環(huán)周期，所統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用工進時的情況來計算。 工進時液壓缸的有效功率為 : v=? w 液壓泵的輸入總功率 ?? ?=此得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量 w=液溫升的近似值 △ T=(103)/3 2250 ℃ = 溫升沒有超出允許范圍，液壓系統(tǒng)中不需要設(shè)置冷卻器。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 結(jié) 論 本文所設(shè)計的智能石材切割液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計原理比較簡單，功能比較簡單，設(shè)計比較合理，能夠滿足部分不同規(guī)格石材的切割等功能，方便快捷。 在論文完成之際，我首先向我的導師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導師在學業(yè)上嚴格要求，精心指導，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順 利的完成學業(yè)階段的學業(yè)的同時，也學到了很多做人的道理，明確了人生目標。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的學識，實事求是的作風，平易近人、寬以待人和豁達的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。 經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。 四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多 。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。 參考文獻 [1]張福學編著 北京：電子工業(yè)出版社， 2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠編著 石材切割液壓控制系統(tǒng)的原理及應用 等教育出版社， 1996。 [3]張利平著 . 液壓技術(shù)速查手冊 . 北京：化學工業(yè)出版社， [4]李寶仁著 . 液壓技術(shù) — 低成本綜合自動化 . 北京：機械工業(yè)出版社， [5]宋學義著 . 智能石材切割液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計速查手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， [6]陳奎生著 . 液壓與氣壓傳動 . 武漢：武漢理工大學出版社， [7]國）有限公司 . 智能石材切割液